3D+仿真分析：高效实现海底石油管道系统设计

　　从墨西哥湾浅水区开采石油通常需要铺设新的海底管道，从而在高压和高温条件下高效、安全地输送原油。 Grupo EspecializadoenObras Marinas (GEOMSA) 是墨西哥湾管道—土体系统的主要开发商。 GEOMSA 凭借其在海洋和海底平台工程项目方面超过 18 年的经验，通过确定膨胀和横向磨损对海底管道系统预期使用寿命的影响来评估其强度。

　　该公司专门从事碳氢化合物收集和处理的陆地管道和工业安装项目。最近，GEOMSA 接受了对水下管道系统在黏土沟渠中的各种条件下的完整性进行评估的任务。

　　确定管道特性

　　此项目的目标是增加周边地区的国内石油产量。考虑到铺设线路的水平曲线、沟渠的不同宽度、管道上方的海底水位以及管道与铺设管道的黏土环境的相互作用等因素，项目团队需要确定新管道系统对膨胀和横向变形的反应。

　　项目团队还必须考虑温度、横向变形和系统应力等变量因素，通过模拟沟渠内的管道情况，确定管道的合理和可靠特性。确定沟渠的特征后，设计团队就可以选择以更佳管道路线建造管道系统的更佳材料。

　　确定材料类型和土体特性

　　为了应对这些挑战，GEOMSA 利用AutoPIPE来执行结构分析，并对管道的几何形状和土体特征进行准确建模。该项目分两个阶段进行。在第一阶段，工程团队使用AutoPIPE开发三维模型，并运用项目的信息数据库来描述管道、连接处和阀门所需的材料类型。之后，团队可以为海平面上下的管道选择边界条件。

　　在第二阶段，设计团队将输入规范和法规、设计系数、设计压力和温度以及弯头半径，然后利用这些因素来计算管道系统与土体的相互作用。工程师通过操控模型中土体与管道相互作用的参数，模拟沟渠宽度的变化。他们还进行了多次挠性分析，使设计团队能够获得黏土的应力结果和变形程度。

　　GEOMSA 首席执行官 Roberto Chávez Argüelles表示：“Bentley 软件提供了易于使用的工程设计功能，我们能够对复杂的问题进行建模和分析。例如土体与管道的相互作用研究，并对海底管道的结构特性进行分析，帮助我们在推荐的管道几何形状和沟渠的最小尺寸等有关问题上做出更明智的决策。”

　　在更短时间内完成实际设计

　　GEOMSA 使用AutoPIPE获得了显著的收益。该应用程序帮助工程团队缩短了修改管道系统与土体相互作用的方式所需的时间，同时还能准确反映沟渠宽度的变化过程。工程团队还利用AutoPIPE创建实景设计，从而降低管道坍塌的风险。这一用户友好型应用程序通过完全图形化的环境向项目团队展示了分析数据，以便所有项目参与方都能清楚地理解结果。这不仅改善了协作，还节省了时间和成本。 Bentley 应用程序助力 GEOMSA 继续履行其使命，即以可靠的方式满足客户的需求。

　　该软件的其他优点还包括减少了处理设计分析的时间、交付时间和成本，并且能够自动编制结果报告。AutoPIPE还在帮助项目团队满足当地和国际法规或规范的要求中发挥了重要作用。项目团队可通过该应用程序自动考量不同荷载组合的设计规范参数，比较应力和变形程度。这一功能让工程师们可以确信，他们正在建造更安全的管道系统，以降低海上管道故障的风险和对周围环境的严重影响。此外，提高国内石油产量还能改善国家经济，并为周边社区创造更多就业机会。

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